, , , , ,

پمپ تصفیه آب

پمپ تصفیه

پمپ تصفیه آب

موتور پمپ تصفیه آب یکی از ابهامات دستگاه‌های تصفیه آب است.

در این مقاله به لزوم وجود یک موتور پمپ تصفیه آب قوی و مناسب در دستگاه تصفیه آب می‌پردازیم.

علت نیاز دستگاه تصفیه آّب به روش اسمز معکوس به برق

چرا دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس به برق نیاز دارد؟

دستگاه‌ها‌ی تصفیه آب برای جداسازی ذرات حتی در سطح مولکولی نیازمند استفاده از فیلترهای تصفیه هستند.

هرکدام از فیلترهای  مورد نیاز دارای خاصیت‌ها و کاربردهای متفاوت هستند. آب برای عبور از فیلترهای معمول و پیش تصفیه نیازمند فشار اضافه‌ای نیست و با همان پیش تصفیه شاهد آن هستیم و این دستگاه‌ها هیچ نیازی به برق و … ندارند و از طرفی نیز آب را تصفیه نمی‌کنند و فقط کمی ذرات بزرگ و کلر آب را جدا می‌کند.

موتور پمپ تصفیه آب برای تامین فشار ممبران

تمام قدرت تصفیه آب به صورت کامل در فیلتری به نام ممبران است.

این فیلتر حاصل تکنولوژی و دانش روز دنیا است.

این فیلتر قادر است ذرات موجود در آب را تا ۰٫۰۰۰۱ میکرون از آب جدا سازد، به عبارت دیگر در سطح‌مولکولی آب را تصفیه کند.

اما عبور آب از چنین فیلتری به خودی خود و حتی با فشار معمول آب شهری امکان‌پذیر نبوده و نیازمند وسیله‌ای برای تامین این فشار است. این وسیله نیز قطعه‌ای به نام موتور پمپ است که با استفاده از برق می‌تواند فشار آب را در حدی بالا ببرد که آب بتواند از فیلتر ممبران عبور کند

محل قراگیری موتور پمپ تصفیه در دستگاه تصفیه آب

موتور پمپ در مدار سیستم تصفیه آب به روش اسمز معکوس توسط یک آدابتور کوچک تغذیه می‌شود. دو عدد سوئیچ Hi & Lo pressure ( سوئیچ قطع کننده در فشار بالا و سوئیچ قطع کننده در فشار پایین ) این موتور را روشن و خاموش می‌کنند. موتور پمپ تصفیه دارای دو بخش است. بخش اول آنها همان تولید کننده نیروی محرک است و با استفاده  از جریان برق ایجاد حرکت دورانی کرده و این حرکت را از طریق محور وسط به بخش دوم یعنی کلگی پمپ منتقل می‌سازد. این بخش نیز از یک سمت آب را به داخل کشیده و از سوی دیگر با فشار مناسب و تعیین شده خارج می‌سازد.

موتورهای دستگاه تصفیه آب خانگی به طور معمول دارای فشارهایی بین ۱۲۰ تا ۱۳۰PSI  هستند.

واحد پند نیرو بر اینچ مربع است و هر واحد آن برابر با ۰٫۰۷ بار است.

دبی آبی که این موتورها در حدود ۱ تا ۱٫۵ لیتر در دقیقه است.

از سوی دیگر دستگاه‌های نیمه صنعتی نیز بسته به نیازشان و اینکه دارای چند ممبران و موتور پمپ هستند؛ نیز دارای فشارهایی از ۱۳۰ تا ۱۵۰ psi و یا بالاتر هستند. در رده صنعتی نیز عدد مشخصی وجود ندارد زیرا دستگاه‌های صنعتی معمولاً بر اساس نیاز و شاخص‌هایی که در سفارش آنها آورده می‌شود طراحی می‌گردند.

خرابی‌ موتور پمپ تصفیه آب

معمولاً در دستگاه‌های تصفیه آب یکی از علل خرابی، نوسان برق است.

در این موارد به دفعات دیده شده است که آدابتور تامین‌کننده‌برق‌موتور در اثر نواسان‌می‌سوزد و یا حتی‌باعث‌سوختن‌موتور پمپ‌می‌گردد.

از سوی دیگر کلگی موتور پمپ دارای بخش مترحک در کنار آب است و به مرور زمان و ساییده شدن احتمال نشتی آب و یا زنگ زدن گیر کردن کلگی وجود دارد حتی در برخی از مناطق املاح آب رسوب می‌کنند و بعد از مدتی حرکت موتور را سخت کرده و باعث فشار آمدن به موتور می‌شود. ولی از اصلی‎ترین علل خرابی موتور پمپ تصفیه تعویض غیر اصولی فیلترهای پیش تصفیه توسط خود مشتری و یا افراد غیر متخصص است. زیرا تعویض اشتباه فیلترها و انجام ندادن سرویس‌های آن باعث کیپ شدن ممبران و وارد آمدن فشار بسیار زیاد به موتور می‌گردد که می‌تواند به راحتی باعث سوختن موتور دستگاه شما گردد.

تذکر

همیشه به یاد داشته باشید برای انجام سرویس‌های دستگاه خود به شرکت‌های معتبر و متخصص خدمابت پس از فروش دستگاه‌های تصفیه آب مراجعه کنید تا بتوانید عمر موتور پمپ و دستگا‌ه‌تان را افزایش دهید.

, , , , ,

تصفیه آب و کاتیون‌های معدنی

کاتیون‌های معدنی

تصفیه آب و کاتیون‌های معدنی

کاتیون‌های معدنی موجود در آب‌های طبیعی که در تصفیه آب کاربرد دارند به ترتیب زیر طبقه بندی می‌شوند:

کلسیم، آهن، منیزیم، منگنز، پتاسیم و سدیم.

در این مقاله برخی از مهم‎ترین خصوصیات کاتیون‌های معدنی که در تصفیه آب کاربرد دارند به اختصار توضیح داده شده است.

کلسیم

کلسیم دومین ترکیب متداول بعد از بی‌کربنات در بیشتر آب‌های سطحی جهان است.

به طور کلی جزء سومین یا چهارمین یون‌های متداول آب‌های زیرزمینی محسوب می‌شود.

فرسایش و واکنش‌های تبادل یونی خاک منابع اصلی کلسیم در آب‌های طبیعی محسوب می‌شوند.

غلظت کلسیم می‌تواند در مناطق خشک یا مناطقی تحت شرایط فعالیت بیش از حالت تعادل یون هیدروژن در زیر اتمسفر، به چند صد میلی‌گرم بر لیتر برسد. به طور کلی آب‌هایی با مقدار کلسیم بین 60 و 100 میلی‌گرم بر لیتر نیمه‌سخت تا  سخت تلقی می‌شوند. کلسیم به عنوان ترکیب اصلی آب سخت محسوب می‌شود.

اگر چه کلسیم به عنوان یک ماده معدنی برای انسان و دیگر حیوانات مورد نیاز است اما مقدار موجود آن در آب آشامیدنی به اندازه کافی زیاد نیست تا به عنوان یک منبع غذایی در نظر گرفته شود. سختی به عنوان شاخصی مرکب از کاتیون‌های چند ظرفیتی تصفیه آب، رابطه معکوسی با میزان بروز بیماری‌های قلبی – عروقی دارد.

کلسیم به عنوان جزء تشکیل دهنده‌‌ای از رسوب در صنعت اهمیت خاصی دارد. ترسیب کربنات کلسیم درون لوله‌های چدن و فولادی به جلوگیری از خوردگی فلز کمک می‌کند. این رسوب در دیگ‌های بخار و مبدل‌های حرارتی اثرات نامطلوبی بر روی انتقال گرما دارد. آب‌هایی با کلسیم بالا در شستشو دهنده‌های خانگی و صنعتی ایجاد مزاحمت می‌کند.

آهن و منگنز

از دیگر کاتیون‌های معدنی موجود در آب آهن و منگنز است.

آهن در سنگ، خاک و آب به اشکال گوناگون و حالات اکسیداسیون یافت می‌شود.

معمول‌ترین منابع مواد معدنی ( رسوب‌ها ) شامل اکسیدها و هیدروکسیدهای فریک است.

هیدروکسیدهای فریک مانند هماتیت و هیدروکسید فریک که از سنگ‌ها و خاک‌های قرمز و زرد رنگ گرفته می‌شود.

به طور کل می‌توان گفت که عناصری مثل آهن و منگنز به تنهایی عامل خطرناک بهداشتی محسوب نمی‌شوند.

ولی وجود آنها در آب لوله‌کشی شهری می‌تواند باعث مشکلاتی شود.

از جمله مشکلات ایجاد شده تغییر رنگ و طعم آب است.

آهن موجود در آب مایل به قرمز است و می‌تواند اثرات قرمز رنگ و یا مایل به قهو‌ه‌ای بر روی لباس‌ها و وسایل شسته شده با آب حاوی این عنصر است.

استفاده از مواد شوینده و سفید کننده‌های کلردار با ترکیب این عناصر می‌توانند حتی اوضاع را بدتر کنند.

منابع آهن و منگنز در آب

این عناصر در آبگرمکن‌ها و مخازن، همچنین در لوله‌های آب به آب آشامیدنی ما اضافه می‌گردند. آب گرم منازل می‌تواند دارای مقادیر بیشتری از این عناصر باشد. آهن و منگنز در آب از طریق تماس با سنگ‌‌ها و مواد معدنی موجود در طبیعت نیز به آب نفوذ می‌کنند. معمولاً آب‌های زیرزمینی حاوی سطوح بالایی از آهن و منگنز می‌باشند.

مهم‌ترین مشکلات موجود آهن و منگنز در آب

از جمله مهم‌ترین مشکلات موجود آهن و منگنز در آب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. در صورت بالا بودن میزان آنها باعث ایجاد کدورت، طعم و رنگ در آب می‌شود.
  2. باعث ایجاد رسوبات در کانال‌های آب رسانی می‌شود.
  3. در صنایع کاغذسازی، چرم‌سازی و یخ‌سازی باعث کاهش راندمان می‌شود.
  4. بر روی ظروف آشپزخانه و نیز البسه لکه‌های قهوه‌ای رنگ به جا می‌گذارد.
  5. در سیستم‌های خنک کن باعث ایجاد رسوب می‌شود.

منیزیم

منیزیم از دیگر کاتیون‌های معدنی است که برای مقاصد بسیاری استفاده می‌شود و در نتیجه ممکن است با روش‌های مختلف زیادی وارد آب شود. در شیمی صنعتی منیزیم را به عنوان یک عامل حفاظت از آتش و یا به عنوان بتونه به پلاستیک و مواد دیگر می‌افزایند. همچنین از طریق کود و خوراک دام به محیط زیست راه پیدا می‌کند. منیزیم نه تنها در آب دریا، بلکه در رودخانه‌ها و آب باران نیز یافت شده و همین موضوع باعث می‌شود که به طور طبیعی در سراسر محیط زیست پخش شود.

مشکلات زیست محیطی که به طور غیرمستقیم از منیزیم موجود در آب ناشی می‌شود را می‌توان با استفاده از نرم کننده‌ها برطرف نمود.

سدیم

از دیگر کاتیون‌های معدنی که به طور طبیعی به آب می‌رسند ترکیبات سدیم است. سدیم از سنگ‌ها معدنی و خاک‌ها تشکیل شده است. نه تنها دریاها، بلکه رودخانه‌ها و دریاچه‌ها حاوی مقادیر قابل توجهی از سدیم است. اما با توجه به شرایط زمین شناسی و آلودگی فاضلاب، غلظت‌های آنها بسیار پایین‌تر است.

ترکیبات سدیم برای اهداف صنعتی مختلفی به‌کار می رود. همچنین ممکن است در صنایع آب استفاده شود.

سدیم در متالورژی به عنوان عامل خنک کننده در راکتورهای هسته‌ای کاربرد دارد.

نیترات سدیم اغلب به عنوان یک کود مصنوعی استفاده می‌شود.

حدود ۶۰ درصد سدیم در صنایع شیمیایی استفاده می‌شود که در آن به گاز کلر، هیدروکسید سدیم یا کربنات سدیم تبدیل می‌شود و حدود %20 از سدیم در صنایع غذایی به عنوان یک ماده نگهدارنده یا یک ماده معطر استفاده می‌شود و باقیمانده آن به عنوان نمک در فصل زمستان کاربرد دارد.

هیدروکسید سدیم ممکن است برای جلوگیری از مسدود شدن لوله‌های فاضلاب استفاده شود و کربنات سدیم در تصفیه آب برای خنثی‌سازی اسید استفاده می‌شود. کربنات سدیم هیدروژن یک ماده پودری است و در صنایع نساجی و چرم و تولید صابون و پاک کننده استفاده می‌شود.

, , , , ,

تصفیه آب و آنیون‌های معدنی

تصفیه آب

تصفیه آب و آنیون‌های معدنی

تصفیه آب

 

 

یکی از مهم‌ترین آیتم‌ها در طراحی سیستم‌های تصفیه آب اعم از تصفیه آب صنعتی، تصفیه آب نیمه صنعتی و تصفیه آب خانگی شناخت مواد اعم از آنیون‌ها و کاتیون‌ها است.

آنیون‌هایی که در این مقاله به تشریح آنها خواهیم پرداخت به شرح زیر است:

 

بی‌کربنات

ترکیبات در بر گیرنده‌ی سیستم‌های کربناته شامل H2CO3 , H+, OH-, HCO3-, CO2 است.

در این زمینه PH و بی‌کربنات واکنش‌ها را کنترل می‌کند.

نقش غالب سیستم کربنات در شیمی اسید و باز آب‌های طبیعی به خوبی به اثبات رسیده است.

اگر چه موارد نادری از آب‌هایی با غلظت‌های بسیار بالای مواد آلی محلول یا آب‌های زیرزمینی با سولفات بالا چنین فرآیندی را تصدیق نمی‌کند.

واکنش‌های توصیف سیستم کربنات

مجموعه‌ای از واکنش‌های زیر را می‌توان برای توصیف سیستم کربنات استفاده کرد:

  1. پرتوان‌زایی CO2 آبی در دمای 25 درجه سانتی‌گراد

CO2(aq) + H2O ⇄ H2CO3 Km = 10-2.8

  1. تولید یون‌های بی‌کربنات در دمای 25 درجه سانتی‌گراد

H2CO3 ⇄HCO3- + H+ K1 = 10-3.5

  1. M10 در 25 درجه سانتی‌گراد و فشار ATM1

مقادیر K که در بالا تعین شده‌اند ثابت‌های تعادل برای واکنش‌های خاص هستند.

چون به دست آوردن K مشکل است تجزیه و تحلیل بین CO2(aq) وH2CO3 متفاوت خواهد بود لذا انواع تیتراسیون اختیاری H2CO3، که از مجموع غلظت های CO2(aq) وH2CO3 تعیین می شود در بیشتر محاسبات به کار می رود و معادل H2CO3* ≅CO2(aq)در نظر گرفته می شود. بنابراین، تولید یون های بی کربنات که در معادله H2CO3 ⇄ HCO3- + H+به کار رفته است معمولا بیشتر به صورت زیر نشان داده می‌شود:

در دمای 25 درجه سانتیگراد H2CO3*⇄ HCO3- + H+ K = 10-6.35

این معادلات می‌توانند جهت توصیف توزیع نسبی انواع ترکیبات کربناته به عنوان تابعی از PH  و یکی از انواع ترکیبات کربناته می‌توان غلظت سایر ترکیبات را تعیین نمود.

غلظت بی‌کربنات

غلظت مشاهده شده بی‌کربنات در آب باران معمولاً کمتر از 10 میلی‌گرم بر لیتر و در جریان‌های سطحی کمتر از 200 میلی‌گرم بر لیتر است. در برخی از آب‌های زیرزمینی که غلظت‌های کلسیم و منیزیم پایین است‌، بی‌کربنات ممکن است در غلظت‌های بالا حتی بالاتر از 1000 میلی‌گرم بر لیتر مشاهده شود.

ترکیبات مهم کربناته‌ی فلزی از ترکیب کلسیم، منیزیم، آهن، مس و روی با کربنات حاصل می‌شوند.

به طور کلی ترکیبات کربنات و بی‌کربنات مسئول خنثی‌سازی ظرفیت اسیدی آب هستند.

قلیائیت به عنوان ظرفیت یک محلول برای خنثی کردن اسید اضافه شده در مقدار PH معین را نشان می‌دهد که برای بیشتر آب‌های طبیعی (کربناته) PH بین 8.5 – 4.5 است. در PH 4.5 اسید کربنیک ( H2CO3  ) مشتمل بر واکنش تشکیل کربنات است.

اگر چه در این فرآیند CO2(aq) صورت فیزیکی بر بقیه ترکیبات غالب است.

کلراید

کلراید در منابع آب معمولاً به صورت یون کلراید وجود دارد. محصولات هیدرولیز کلر ( HOCL,OCL-  ) موقتاً در جایی که کلر به عنوان گندزدا استفاده می‌گردد، دیده می‌شوند. معمولاً در آب‌های سطحی غلظت یون کلراید کمتر از 10 میلی‌گرم بر لیتر است. در مناطقی که در معرض اختلاط آب دریا یا جریان‌های ورودی چشمه آب گرم یا در جایی که تبخیر خیلی بیشتر از ریزش‌های جوی است، غلظت کلراید می‌تواند در حد مقادیر غلظت در آب دریا باشد.

به طور کلی غلظت کلراید در آب‌ها ناشی از ریزش‌های جوی است.

کلراید جزء یون‌های بسیار محلول در آب محسوب شده در نتیجه در آزمایشات زیادی به عنوان ردیاب مورد استفاده قرار می‌گیرد. کلراید به مقدار کم دارای قابلیت انحلال و یا واکنش‌های جذب است و دارای اهمیت بیوشیمیایی کمی است. بنابراین آن از طریق فرآیندهای فیزیکی به صورت کامل انجام می‌شود. در آب آشامیدنی، غلظت‌های کلراید بیشتر از 250 میلی‌گرم بر لیتر به علت ایجاد مزه شور ناخوشایند است. کلراید همچنین می‌تواند اهمیت زیادی در خوردگی فولاد و آلومینیوم در مقادیر 50 میلی‌گرم بر لیتر یا حتی کمتر داشته باشد. کلراید برای بسیاری گیاهان در مقادیر مختلف سمی است.

 فلوراید

اگرچه مقدار فلوراید در پوسته لایه‌های مختلف زمین بسیار بیشتر از کلر است. فلوراید بیشتر به صورت ترکیب با مواد معدنی باقی می‌ماند. فلوئوریت ( CaF2 ) یک ترکیب متداول معدنی فلوئور است. در آب‌های طبیعی، فلوراید عمدتا به صورت F- یا ترکیب با آلومینیوم، بریلیوم، یا آهن فریک وجود دارد. در آب‌هایی با TDS < 1000 mg/L معمولاً فلوراید کمتر از ۱ میلی‌گرم بر لیتر است. اگرچه آب‌های زیرزمینی با مقادیر بیشتر از ۱۰ میلی‌گرم بر لیتر نیز یافت می‌شوند که ممکن است این آب‌ها به وسیله فعالیت‌های آتشفشانی تحت تأثیر قرار گرفته باشند.

غلظت فلوراید در آب رودخانه‌ها به ندرت بیشتر از ۱۰ میلی‌گرم بر لیتر می‌شود. یون‌های فلوراید از نظر بار و شعاع تقریباً مشابه یون‌های هیدروکسید بوده، بنابراین می‌توانند جایگزین یکدیگر شوند. در حضور بور، زنجیره‌ای از ترکیبات هیدروکسید – فلوراید مخلوط، به وجود می‌آید.

برای مدت بیش از ۵۰ سال فلوراید به تعدادی از منابع آب جهت کاهش پوسیدگی دندان اضافه می‌شد. این ترکیبات معمولاً، فلوراید سدیم، سیلیکو فلوراید سدیم، اسید هیدروفلوئورو سیلیسیک و یا سیلیکو فلوراید آمونیوم به مقدار ۱ میلی گرم بر لیتر است. مقدار زیاد فلوراید ممکن است موجب لکه‌دار شدن دندان‌ها (بیشتر از ۴ میلی‌گرم بر لیتر) و یا فلوئوروزیس استخوانی (۱۵ تا ۲۰ میلی گرم بر لیتر) شود. فلوراید در غلظت‌های ۲۵۰ تا ۴۵۰ میلی‌گرم بر لیتر سمی و در غلظت‌هایی حدود ۴ تا ۵ گرم بر لیتر کشنده است.

نیترات

متداول‌ترین شکل نیتروژن در آب

متداول‌ترین و مهم‌ترین اشکال نیتروژن در آب و حالت‌های اکسیداسیونی متناظرشان در محیط‌های آبیا/خاکی شامل:

گاز آمونیاک NH3,-III،

آمونیوم NH4+,-III،

گاز نیتروژن N2,O،

یون نیتریت NO2-,+III،

و یون نیتراتNO3-,+III

بوده که مقدار بیش از حد آن در آب باعث سرطان می‌گردد.

حذف نیترات تنها از طریق تصفیه آب صنعتی RO امکان‌پذیر است. حالت اکسیداسیون نیتروژن در اکثر ترکیبات آلی به صورت –III دیده می‌شود. حالت‌های اکسیداسیون نیتروژن در گستره‌ی -۳ تا +۵ بوده که به صورت زیر خلاصه شده است:

-III 0 I II III IV V
NH3 – N2 – N2O – NO – N2O3 – NO2 – N2O5

دیگر اشکال نیتروژن

شکل‌های دیگر نیتروژن در آب شامل ترکیبات آلی مانند اوره، اسیدهای آمینه و محصولات حاصل از تجزیه آنها، آمونیاک،یون آمونیوم،هیدروکسی لامین (NH2OH)، گاز نیتروژن و نیتریت می باشند.آمونیاک، یون آمونیوم، و محصولات فرعی پروتئین همه در شرایط احیا ایجاد می شوند، در حالت اکسیداسیون ظرفیت گاز نیتروژن صفر،نیتریت +۳ ، و نیترات +۵ است.تغییر شکل از حالتی به حالت دیگر، رابطه ی نزدیکی با فعالیت بیولوژیکی، ورود فاضلاب خانگی و مصرف کودهای نیتروژنی دارد.

سولفور

سولفور در آب‌های طبیعی به صورت انواع مختلف سولفات‌ها (MgSO4،NaSO4،CaSO4 و غیره) و سولفیدها (Na2S2O3,HS-,H2S و غیره) یافت می‌شود. منابع اصلی سولفات سنگ‌های رسوبی تبخیری هستند، که به وسیله ی تبخیر آب و ته نشینی معدنی تشکیل می شوند.

غلظت سولفات

غلظت سولفات در مواد رسوب کرده حتی در مناطقی که سهم کوچکی از توزیع سوخت‌های فسیلی دارد، بالاتر از ۱۰ میلی‌گرم بر لیتر می‌باشد، منابع احتمالی این‌چنین غلظت‌هایی از سولفور شامل آتشفشان‌ها، چشمه‌های آب گرم و همچنین فعالیت بیولوژیک در خاک است.غلظت‌های سولفات آب‌های اکسید شده معمولاً در گستره‌ی ۵ تا ۳۰ میلی‌گرم بر لیتر است.

, , , , ,

مزایا و معایب استفاده از ژئو ممبران

ژئو ممبران

مزایا و معایب استفاده از ژئو ممبران

مزایای ژئوممبران نسبت به سایر عایق‌های آب بندی

ژئو ممبران ورقی نفوذناپذیر است که امروزه جایگزین خوبی برای روش‌های قدیمی در ایزولاسیون شده‌ است. شیوه‌ای جدید برای ساخت استخر که در دهه‌های اخیر رواج یافت. ساخت استخر با استفاده از ورق‌های پلی اتیلنی مزایا و معایب خاص خود را دارد. این ورق‌ها جایگزین روش‌های پر هزینه و زمان‌بر اتیلنی و پی‌وی‌سی است.

ساخت استخر با این ورق‌ها موجب حل مشکلاتی چون هزینه‌بر بودن، زمان‌بر بودن ساخت، ترک خوردگی و هدر رفت آب و … گردید.

استفاده از ورق‌های ژئوممبران ضمن داشتن مزایا، معایب خاص خود را نیز دارد.

مزایای استفاده از ژئو ممبران به طور خلاصه به شرح زیر است:

کاهش هزینه

کاهش هزینه‌های اجرای استخر ژئوممبران نسبت به استخرهای بتنی یا سنگی سیمانی و مقاومت بالا در برابر نور آفتاب، یخ زدگی و ….

عمر بسیار بالا

به دلیل عدم تماس بین خاک، سنگ و آب درون مخزن، شسته شدن خاک رخ نمی‌دهد و دستگاه‌های فیلتراسیون در مخازن ژئوممبران طول عمر بسیار بالایی دارند.

ژئوممبران عمر بسیار بالا و بیش از صد سال دارد.

به ویژه ژئوممبران HDPE در مقابل نور آفتاب خواص خود را حفظ می‌کند.

این از ژئوممبران برای تغییرات شدید آب و هوایی و درجه حرارت بسیار مناسب است.

به عنوان مثال ژئوممبران در اثر یخ‌زدن سطح مخزن مانند مصالح سنگی یا بتنی دچار شکست نشده و آب‌بندی خود را از دست نمی‌دهند.

امکان آب بندی بدون نفوذ

ژئو ممبران امکان آب‌بندی صد در صدی و بدون نفوذ را دارد به ویژه ژئوممبران در مقایسه با سایر گزینه‌ها مانند رس که در اثر خشک شدن و رطوبت‌گیری مجدد دچار ترک و نشت آب می‌شوند.

امکان اتصال به لوله‌های پلی اتیلنی

ژئوممبران این امکان را دارد که به لوله‌های‌پلی‌اتیلنی و جوش‌آنها به یکدیگر در محل اتصال لوله‌ها متصل شود.

آزمایش کنترل کیفیت

امکان انجام آزمایشات کنترل کیفی ژئوممبران هم در موردمحصول و هم در مورد نحوه اجرای ژئو ممبران‌ها وجود دارد.

اجرای آسان

امکان اجرای بسیار آسان ژئوممبران در مناطق دور افتاده به ویژه مناطق کوهستانی که امکان تامین ماشین آلات و هزینه‌های حمل از معدن برای سایر مصالح بسیار زیاد است؛ وجود دارد.

زمان اجرای سریع

اجرای ژئوممبران بسیار سریع است. در مناطق با شرایط جوی سخت، حتی با نامناسب بودن شرایط آب و هوایی به مدت چند ساعت در طول یک روز، امکان اجرای ژئوممبران وجود دارد.

عدم رشد گیاهان

به‌دلیل‌جلوگیری‌از نفوذ نور آفتاب‌به زیر لایه ژئو ممبران امکان‌رشدگیاهان در زیر لایه ژئوممبران و آسیب‌دیدن‌عایق ژئوممبران وجود ندارد.

معایب ژئو ممبران

  1. به دلیل نازک بودن لایه ژئو ممبران امکان پاره شدن وجود دارد.
  2. به دلیل لیز بودن سطح لایه امکان غرق شدن افزایش می‌یابد.
  3. عدم اتصال به لوله‌های فلزی یا سایر لوله‌ها به غیر از پلی اتیلن.
, , , , ,

انواع ژئوممبرین

ژئوممبرین

انواع ژئوممبرین

ژئوممبرین چیست؟

ژئوممبرین ورقه‌های غشایی سینتتیک با نفوذپذیری بسیار پایین و تركیبی از پلیمرهای سینتتیک الاستومر یا پلاستومر است.  که حاوی 97.5%  پلی اتیلن و 2.5% کربن سیاه و آنتی اکسیدانت هستند. در کل ژئوممبران غشاء آب بند و غیرقابل نفوذ بر پایه ی پلی اتیلن ( در دو نوع با چگالی بالا HDPE و چگالی پایین LDPE ) و پلی ونیل کلراید (PVC)است که در ضخامت‌های مختلف از 0.75 تا 3 میلیمتر با مقاومت‌های مکانیکی، کششی و ضریب انعطاف‌پذیری متغیر و به صورت صاف و زبر (مضرس) در عرض‌های مختلف تولید می‌شود.

ژئو ممبران‌ها معمولاً حاوی 97.5%  پلی اتیلن و 2.5% کربن سیاه و آنتی اکسیدانت هستند. ژئوممبران فاقد هر گونه مواد پلاستی‌سایزر و موادی که سبب خشکی و ترک خوردگی می‌شوند، هستند.

پلی اتیلن سخت یا HDPE تحولی در بحث پوشش‌ها و عایق‌بندی به وجود آورد. این ماده در برابر خوردگی و مواد شیمیایی، تنش‌های محیطی (سرما و گرما)، تنش گسیختگی، اشعه ماوراء بنفش خورشید (UV)، حملات بیولوژیکی (رویش گیاهان و حمله جوندگان)، خستگی و خزش، مقاومت بالایی دارند و این خصوصیات باعث شده است تا در صنایع گوناگون ژئوممبران جایگزین پوشش‌های رایج شود.

انواع ژئوممبرین

ژئوممبرین در چهار گروه دسته‌بندی می‌شوند:

ژئوممبران  PVC

ژئوممبران  LLDPE

ژئوممبران  HDPE

ژئوممبران گیره‌دار

ژئوممبران  PVC

ورق ژئوممبرین PVC  نرم یا پلی وینیل کلراید گروهی از ژئوممبران هستند که به علت خواص مکانیکی وشیمایی خود از انعطاف پذیری زیاد برخوردار هستند. علاوه بر این دارای مقاومت کششی بسیار بالایی هستند. این از ژئوممبران‌ها در دو نوع تک لایه و دولایه، در دو رنگ سفید و مشکی تولید می‌شوند.

این نوع ژئوممبران‌ها جهت ایزولاسیون تونل‌های مترو، فونداسیون‌ها، روف گاردن، چاله‌های آسانسور، تونل‌های انتقال و بسیاری موارد دیگر کاربرد دارند.

مزیت عمده این ورق‌ها نسبت به ژئوممبران HDPE انعطاف پذیری بالای آن و قابلیت اجرا در سطوح ناهموار است.

ژئوممبران LLDPE

با توجه به شکل هندسی برخی از سازه‌ها و رفع مشکل ایجاد ترکزایی تنشی در ژئوممبران و نیاز آنها به استفاده از ژئوممبران انعطاف پذیرتر،  ژئوممبران LLDPE   یا ژئوممبرین VLDPE  طراحی و تولید شده است .

ازکاربردهای عمده ژئوممبران LLDPE  می‌توان به آب‌بندی کانال‌های انتقال آب سازه‌های زیرزمینی نظیر فونداسیون و پی‌ساختمان، آب‌بندی تونل و مواردی دیگر اشاره نمود .

انعطاف‌پذیری خوب، ازدیاد طول قابل توجه، عدم ایجاد ترکزایی تنشی، الاستیه  بسیار زیاد، نصب سریع و آسان و ابعاد بزرگ از مزایای بارز این نوع ژئوممبران است.

ژئوممبران HDPE

ژئوممبران HDPE  از %۹۷ پلی اتیلن و %۳ مواد افزودنی تشکیل شده است. از این رو به این نوع ورق‌ها ژئوممبران HDPE سنگین نیز گفته می‌شود.

ژئوممبران HDPE  از ویژگی‌های بسیار زیادی برخوردار است که در ذیل به آن اشاره می کنیم:

نفوذناپذیری در برابر مایعات و گازها،

پذیری و در عین حال مقاومت بالا در برابر پارگی،

سوراخ شدگی و سایش،

پایداری در برابر پرتوهای فرابنفش آفتاب،

مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و عوامل بیولوژیکی،

قابلیت ترمیم قسمت‌هایی که در اثر ضربه فیزیکی آسیب دیده‌اند،

ممانعت از رویش گیاه و نچسبیدن خزه و جلبک و مقاومت در برابر جوندگان و همچنین تحمل بازه‌ی دمایی °40- تا °70+ از ویژگی‌های ژئوممبران‌ها به شمار می‌روند.

از کاربردهای ژئوممبران HDPE می‌توان به مواردی چون:

ایزولاسیون استخرهای خاکی و بتنی ذخیره آب کشاورزی،

ایزولاسیون مخازن نفتی،

ایزولاسیون حوضچه‌های پرورش ماهی،

ساخت کانال‌های انتقال آب بدون نیاز به سازه‌های بتنی،

ساخت دریاچه‌های مصنوعی،

دریاچه‌های تفریحی و آب نماهای تزیینی،

استفاده در مخازن پساب به منظور جلوگیری از آلودگی محیط و آب‌های زیرزمینی اشاره کرد.

ژئوممبران گیره‌دار

ورق ژئوممبرین گیره‌دار نوعی از ژئوممبران است که پس از تزریق روی یک سطح آن گیره‌هائی به اشکال مختلف تعبیه می‌شود. این محصول مانند ژئوممبران از خواص مقاومت شیمیایی بالایی به لحاظ ساختار ملکولی و نفوذ ناپذیری برخوردار است و به این ترتیب، طول عمر ساختار بتونی را تا 5 برابر افزایش می‌دهد.

از ورق ژئوممبران گیره‌دار عمدتاً برای حفاظت از بتن در مقابل مواد شیمیائی مضر و یا جریان سیالاتی که موجب فرسایش در سطح بتن است، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

, , , , ,

ژئوممبران چیست؟

ژئوممبران

ژئوممبران چیست؟

ژئوممبران Geomemberane به ورق‌هایی گفته می‌شود که بدون نیاز به زیر ساخت می‌تواند به عنوان عایق مورد استفاده قرار بگیرد.

ژئوممبران ورقی نفوذناپذیر است که امروزه جایگزین خوبی برای روش‌های قدیمی در ایزولاسیون شده‌ است.

این ورق‌ها با استفاده از جوش حرارتی یا روش‌ها مختلف در کنار هم قرار می‌گیرند. ورق ژئو ممبران از پلیمرهای مختلفی مانند پلی‌اتیلن یا پلی‌وینیل کلرید ساخته می‌شود. از ژئو ممبران برای عایق‌بندی استخرهای خاکی، مخازن ذخیره آب و مواد شیمیایی استفاده می‌شود.

انواع ژئوممبران

  1. ژئوممبران سنگین high-density polyethylene

ژئو ممبران hdpe نوعی از ژئو ممبران می‌باشد که معمولاً برای احداث استخرهای ذخیره آب به کار می‌رود. این نوع ژئو ممبران نسبت به ژئوممبران‌های دیگر دارای انعطاف‌پذیری بالاتری است.

  1. ژئوممبران سبک liner low density polyethylene

این نوع معمولاً برای ایزولاسیون فونداسیون، ایزولاسیون بام سبز و ایزولاسیون تونل به کار می‌رود. انعطاف این نوع نسبت به سایر انواع بیشتر است.

  1. ژئوممبران polyvinyl chloride pvc

نوعی از ژئو ممبران است که میزان انعطاف آن مابین ژئو ممبران سبک و سنگین است به همین خاطر از جمله کاربردهای ژئو ممبران سبک و سنگین بیشترین کاربرد آن در معدن است.

  1. ژئوممبران vinyl low density polyethylene vldpe

جدیدترین نوع ژئو ممبران‌ها می‌باشد که به تازگی عرضه شده‌است که از ترکیب وینیل و lldpe به وجود آمده‌است.

کاربرد ژئوممبران

  1. احداث استخر کشاورزی

امروزه جای استخرهای بتنی را استخرهای ژئوممبرانی گرفته‌ است به دلیل هزینه‌های اقتصادی‌تر و عمر بالاتر ژئو ممبران نسبت به بتن معمولاً برای احداث استخرهای کشاورزی از ژئو ممبران hdpe استفاده می‌شود.

ژئو ممبران در برابر اشعه خورشید مقاوم است. در سرما و گرما بسیار مقاوم‌تر از بتن است. به طوری که ژئو ممبران تا دمای 80+ درجه سانتی‌گراد و 70- درجه سانتی‌گراد را تحمل می‌کند. ژئو ممبران نفوذناپذیری %100 دارد در حالی که بتن و سنگ و سیمان نفوذ ناپذیری اندکی دارد.

  1. احداث استخرهای پرورش آبزیان

ژئوممبران‌ها به دلیل ترکیبات شیمیایی  پلی‌اتیلنی و بیولوژی ماده‌ای خنثی هستند و با هیچ مادهٔ دیگری ترکیب نمی‌شوند و به آن هیچ ماده ای نمی‌چسبند به همین دلیل مناسب‌ترین گزینه برای احداث حوضچه پرورش آبزیان محسوب می‎شوند؛ به این دلیل که خزه به آن نمی‌چسبد.

  1. احداث حوضچه ذخیره اسید و هیپ لیچ

با توجه به دلایل فوق‌الذکر ژئوممبران‌ها ماده‌ای خنثی هستند که با اسید هم واکنش نشان نمی‌دهند.

به دلیل وجود این خصلت تنها گزینه برای احداث استخرهای ذخیره و حوضچه‌های هیپ لیچ و لیچینگ است.

  1. ایزولاسیون فونداسیون

ژئو ممبران lldpe به دلیل انعطاف بالا مناسب‌ترین گزینه برای ایزولاسیون فونداسیون و جایگزین بتن می‌باشد.

به دلیل انعطاف‌پذیری بالا در کنج‌ها و نقاط غیرقابل دسترس به راحتی نصب می‌شود.

  1. ایزولاسیون بام سبز

ژئوممبران‌های pvc , lldpe , vldpe مناسب‌ترین گزینه‌های ورق ژئوممبران برای ایزولاسیون بام سبز می‌باشند چون هم سبک هستند و هم هزینه آن‌ها از ایزوگام بسیار پایین‌تر است. علاوه بر این ژئوممبران‌های مذکور عمر و مقاومت بالاتری دارند.

  1. ایزولاسیون معدن و تونل

ژئوممبران‌های سبک و انعطاف‌پذیر مناسب‌ترین راه‎کار برای ایزولاسیون معدن و انواع تونل است.

 

, , , , ,

فیلتراسیون تر ( فیلتراسیون با استفاده از وکیوم و پیوسته )

فیلتراسیون

فیلتراسیون تر ( فیلتراسیون با استفاده از وکیوم و پیوسته )

فیلتراسیون تر با استفاده از دو دسته فلیتر انجام می‎شود:

  1. فیلتراسیون با استفاده از وکیوم ( به طور پیوسته )
  2. فیلتراسیون با استفاده از فشار ( پیوسته ).

فیلترهای وکیوم (پیوسته) به دو صورت خوراک‌دهی از بالا (Top-fed) و خوراک‌دهی از پایین  (bottom-fed)  وجود دارد.  فیلترهای فشاری پیوسته دارای دو مزیت هستند. این دو مزیت عبارتند از: جدایش مستمر و آب‌گیری بیشتر.

در این مقاله به طور مختصر هر کدام از موارد فوق‌الذکر را توضیح خواهیم داد.

  1. فیلتراسیون با استفاده از وکیوم (به طور پیوسته)

فیلترهای وکیوم (پیوسته) به دو صورت خوراک‌دهی از بالا (Top-fed) و خوراک‌دهی از پایین  (bottom-fed)  وجود دارد. معمولاً برای جدایش مایع- جامد با حجم وسیع (چندین تن محصول در هر ساعت) استفاده می‌شوند.

الف) فیلترهای خوراک‌دهی از بالا  (Top-fed)

این گروه شامل فیلترهای Vacuum belt و pan/table بوده و معمولاً هنگامی که مقدار خوراک ورودی زیاد باشد و کیک با ضخامت بالا به راحتی بر روی پارچه تشکیل گردد از این نوع فیلتر استفاده می گردد. در این نوع فیلتراسیون، کشیدن مایع به درون پارچه فیلتر به دلیل ایجاد وکیوم در یک سمت پارچه صورت می گیرد. داشتن دید خوب نسبت به Filter cake و امکان تنظیم فرآیند با توجه به آن، از دیگر ویژگی‌های این دسته از فیلترها است. مقدار خوراک کاملاً به مقدار دوغاب ورودی وابسته است. عملکرد فیلتر (مقدار رطوبت نهایی باقی مانده در کیک) به اندازه سطح فیلتر و تا حدودی به سرعت فرآیند بستگی دارد.

  • Vacuum Belt filter

در Vacuum Belt filter ها، پارچه فیلتر به صورت نواری (معمولاً بافته) بر روی مجموعه ای از غلتک‌های افقی کشیده می‌شود. با حرکت کردن نوار، دوغاب از یک انتهای فیلتر وارد شده و ضمن حرکت به سمت قسمت انتهایی، آبگیری و شسته می‌گردد.

  • Pan filter

این فیلتر که به آن Table filter نیز گفنه می‌شود، مشابه فیلتر واکیوم دیسکی‌ای است که از سطح مقطع دایره‌ای‌اش بر روی زمین قرار گرفته باشد. با چرخیدن فیلتر، کفه‌ها با دوغاب پر شده و مایع توسط وکیومی از درون کیک (تشکیل شده روی پارچه) خارج می‌گردد.

ب) فیلترهای خوراک‌دهی از پایین  (bottom-fed)

این فیلترها با اصطلاح Trough-fed filters نیز شناخته می‌شوند. تفاوت اصلی این فیلترها با سایر فیلترهای وکیوم پیوسته، در وابستگی مقدار خوراک ورودی به سرعت چرخش (توان دوم سرعت چرخش) می‌باشد. این در حالی است که در Pan filter ها مقدار خوراک توسط میزان دوغاب ورودی تعیین می‌گردد.

  • Rotary vacuum drum filter

فیلترهای درام یکی از قدیمی‌ترین نوع فیلترها هستند.

این فیلترها معمولاً از پنل‌هایی تشکیل شده است که با پارچه فیلتر پوشش یافته اند.

نیمی از درام در دوغاب غوطه‌ور شده و نیمی دیگر در بالای آن قرار دارد.

با چرخیدن درام، دوغاب به داخل پارچه مکش شده و کیک تشکیل می‌گردد.

کیک در حین چرخش خشک شده و در انتهای سیکل چرخش از سطح پارچه جدا می‌گردد.

  • Rotary vacuum disc filter

فیلتر دیسکی مشابه فیلتر درام عمل می کند.

قطاع‌هایی که با پارچه پوشش داده شده‌اند وارد دوغاب شده و با برقراری وکیوم، کیک بر روی سطح آن تشکیل می‌گردد.

با چرخش فیلتر و خروج قطاع از دوغاب، عبور هوا باعث خشک شدن کیک می‌شود.

نهایتاً جت معکوس هوا باعث جدایش کیک شده و مجدداً قطاع تمیز به درون دوغاب وارد می‌گردد.

  1. فیلتراسیون با استفاده از فشار (پیوسته)

فیلترهای فشاری پیوسته دو مزیت، جدایش مستمر و آب‌گیری بیشتر را به طور توامان دارند.

الف) Belt press

تفاوت Belt press با سایر فیلترهای فشاری در نحوه آب‌گیری بوده که در این فیلترها به صورت فشردن مکانیکی نوار (Belt) که دوغاب را در بر دارد انجام می‌گیرد. دوغاب بر روی نوار پایینی ریخته شده و تا حدی جدایش ثقلی رخ می‌دهد. سپس با عبور نوار از مجموعه‌ای از غلتک‌ها، فشردن ایجاد شده و مایع فیلتر می‌شود. نوار با سرعت‌های متفاوتی از غلتک‌ها عبور کرده تا با ایجاد برش درکیک، مقدار مایع بیشتری جدا شود. در نهایت همانند  Vacuum Belt Filter، فاز جامد در انتهای دستگاه از نوار جدا می‌گردد.

ب) Pressure vessel filter

این نوع فیلتر از اصول مشابه فیلترهای وکیوم (پیوسته) اما در محفظه‌ای تحت فشار بهره می‌برد. دوغاب از بالا یا پایین فیلتر بر روی پارچه فیلتر ریخته شده و فشار بالا در محفظه باعث جدایش مایع از جامد می‌گردد. این نوع فیلتر می‌تواند به صورت نواری  (Belt)، دیسک (Disk) و یا درام (Drum) باشد که در تصویر زیر نوع نواری آن تمایش داده شده است.

ج) Filter press

فیلتر پرس دارای کاربردهای متنوع در صنایع مختلف بوده و از این رو برای آن طراحی‌های مختلف در ابعاد و اندازه‌های گوناگون وجود دارد. مقدار بسیار زیادی از سنگ آهن در سرتاسر دنیا توسط فیلتر پرس فیلتر شده و حتی در فیلتراسیون پلاسمای خون نیز از دستگاهی بسیار شبیه به فیلتر پرس ولی در مقیاس کوچک‌تر استفاده می‌گردد.

عملکرد فیلتر پرس به صورت Batch بوده و دارای زمان مشخص و بهینه‌ای برای هر سیکل فیلتراسیون است.

این زمان بهینه تابع میزان سهولت جدایش کیک از صفحات فیلتر بوده که این ویژگی محدود کننده درجه اتوماتیک بودن فیلتر است.

سهولت جدایش کیک کاملاً به انتخاب صحیح پارچه فیلتر و کیفیت آن وابسته است.

, , , , ,

سیستم اولترافیلتراسیون ( سیستم تصفیه فاضلاب روغنی )

سیستم اولترافیلتراسیون

سیستم اولترافیلتراسیون ( سیستم تصفیه فاضلاب روغنی )

سیستم اولترافیلتراسیون ، قسمتی از فرآیندهای فیلتراسیون غشایی است.

این سیستم قادر به کاهش فاضلاب‌های روغنی تا 95% و یا بازیافت آب‌های شستشو است.

اولترافیلتراسیون چیست؟

سیستم اولترافیلتراسیون، قسمتی از فرآیندهای فیلتراسیون غشایی است. در فیلتراسیون غشایی، خوراک تحت فشار از روی سطح غشاء عبور می‌کند. آب و قسمتی از یون‌ها، مولکول‌ها و مواد که دارای اندازه کوچک‌تر از منافذ آنها، فشار جریان و دما بستگی دارد.

بزرگترین تفاوت فیلتراسیون غشایی و فیلتراسیون معمولی، جهت جریان است. در فیلتراسیون معمولی جهت جریان و فشار هر دو عمود بر سطح هستند. در حالی‌که در فیلتراسیون غشایی جهت جریان موازی سطح غشاء و فشار عمود بر آن است. به همین علت فیلتراسیون غشایی را فیلتراسیون جریان متقاطع نامیده می‌شود.

در فیلتراسیون غشایی، خوراک بین مخزن فرآیند و فیلتر غشایی گردش می‌کند. در هر گذر، قسمتی از آب و مواد ریزتر از منافذ غشاء از آن عبور می‌کند و از سیستم خارج می‌شوند. فاز فیلتر شده خوراک به داخل مخزن باز می‌گردد. به این ترتیب با جداسازی آب، غلظت خوراک مرتباً افزایش می‌یابد و در نهایت خوراک بسیار غلیظ در سیستم باقی می‌ماند. به این شکل در فیلتراسیون غشایی، مواد غیر قابل عبور فقط تغلیظ می‌شوند و حجم اولیه کاهش می‌یابد.

انواع فیلتراسیون غشایی

فیلترهای غشایی بر اساس اندازه مولکول‌ها و مواد غیرقابل عبور و اختلاف فشار مورد نیاز در دو سمت غشاء به چهار گروه اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون تقسیم‌بندی می‌شوند.

فیلترهای اولترافیلتراسیون که قابلیت جداسازی مولکول‌ها و مواد کلوئیدی با وزن مولکولی 0.02 – 0.001 میکرون را دارد؛ بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف دارد.

 

انواع فیلترهای اولترافیلتراسیون

غشاهای مورد استفاده در این فیلترها که از مواد پلیمری خاصی ساخته می‌شوند با لایه‌های محافظ و پوسته،یک مدول اولترافیلتراسیون را تشکیل می‌دهند. انواع مختلف مدول اولترافیلتراسیون که دارای آرایش غشاء و پوسته متفاوت می‌باشند، وجود دارد.

سه نوع متداول آنها عبارتند از مارپیچی، لوله‌ای و فیبرهای میان تهی.

در تصفیه فاضلاب‌ها به دلیل وجود ذرات درشت، از نوع لوله‌ای استفاده می‌شود. این فیلترها نیاز به پیش فیلتر میکرونی ندارند. در حالیکه در سایر انواع فیلترهای اولترافیلتراسیون حضور ذرات درشت در خوراک غشاء را تخریب نموده و می‌بایست از فیلترهای حذف ذرات ریز قبل از فیلتر غشایی استفاده کرد.

موارد استفاده از سیستم اولترافیلتراسیون

موارد استفاده از این سیستم به شرح زیر است:

بازیافت شوینده‌های آب پایه

تصفیه فاضلاب‌های روغنی در انواع شیستشو

تصفیه فاضلاب امولیسون‌های جدا کننده قالب

تصفیه فاضلاب امولسیون‌های عملیات ماشین کاری و کشش انواع فلزات آهنی و غیر آهنی.

مزایایی اولترافیلتراسیون در تصفیه فاضلاب‌های روغنی

مزایای استفاده از سیستم اولترافیلتراسیون در تصفیه فاضلاب‎های روغنی به شرح زیر است:

قابل حمل بودن دستگاه

به حداقل رسیدن مصرف انرژی

به حداقل رسیدن هزینه اپراتوری و نگهداری دستگاه

عدم استفاده از افزودنی‎های شیمیایی و کاهش آلودگی شیمیایی

به حداقل رسیدن تجهیزات و حجم دستگاه

, , , , ,

فیلتراسیون Filtration

فیلتراسیون

فیلتراسیون Filtration

تعریف فرآیند فیلتراسیون

فیلتراسیون فرآیندی مکانیکی است که طی آن مواد معلق جامد از سیال جدا می‌شوند. متداول‌ترین فرآیند مورد استفاده در حذف بیشتر مواد کلوئیدی فیلتراسیون است.  اساس جداسازی در روش فیلتراسیون اختلاف در اندازه ذرات جامد و سیال است. روش‌ها و دستگاه‌های بسیاری در صنایع مختلف و با ویژگی‌های خاص برای مواد کاربرد مختلف وجود دارد. اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس دو نمونه از روش‌های مبتنی بر استفاده از فیلترها هستند.

انواع فیلتر

فیلترها را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:

الف) فیلترهای عمقی

عمل جداشدن ذرات معلق از مایع در اعماق بستر انجام می‌شود، مثل فیلترهای ثقلی یا فیلترهای فشاری.

ب) فیلترهای سطحی

عمل جدا شدن ذرات معلق از مایع فقط در عمق بسیار کم که همان سطح فیلتر است، انجام می‌شود مثل کاغذ صافی.

از فیلترهای عمقی در تصفیۀ آب استفاده می‌شود. آب حاوی ذرات معلق از بستر یک ماده که می‌تواند شن و یا ذغال آنتراسیت باشد،عبور نماید. در اثر عبورآب از خلل و فرج بین این ذرات، مواد معلق به دام افتاده و آب تقریبا ً عاری از مواد معلق به دست می‌آید. جمع شدن ذرات معلق در خلل و فرج صافی، باعث افزایش افت فشار(اختلاف سطح آب روی سطح صافی و آب خروجی از صافی) می‌گردد. اگر این افت فشار از حد معینی تجاوز نماید، باید صافی را شستشو داد. در شروع کار، فیلترها را باید به آهستگی با آبی که از پایین به بالا جریان می‌یابد، پر شوند تا آنکه ذرات بستر در آب غوطه ور شوند. این کار برای خارج کردن هوای محبوس بین ذرات بستر لازم است تا از انسداد مسیر آب توسط هوا جلوگیری شود.

انواع صافی‌های ماسه‌ای

الف) صافی ماسه‌ای کند Slow Sand Filter(S.S.F)

آب عبوری از بستر حاوی مواد معلق، کلوئیدی، میکروارگانیسم‌های مختلف و نمک‌های محلول است که در طی عبور از عمق 40 تا 60 سانتی‌متری بستر آنها را به جا می‌گذارد و آب پس از این عمق حاوی مقادیر کمی نمک‌های معدنی ساده و نسبتا ً بی ضرر است. فعالیت باکتری‌ها معمولا ً تا عمق 60 سانتی‌متری بستر گسترش می‌یابد. در صافی ماسه‌ای کند نه تنها بیشتر میکروارگانیسم‌های مضر جدا می‌شوند، بلکه مواد مغذی محلول که رشد بعدی باکتری‌ها در لجن را سبب می‌شوند، حذف می‌گردند.

در واقع استفاده از صافی شنی کند، یکی از عملیات اولیۀ تصفیۀ آب در جوامع کوچک است که به عنوان یک استاندارد برای خالص کردن آب پذیرفته شده است.

این نوع صافی‌ها از حوضچه‌های بتونی تشکیل شده است. در کف آنها مجاری با آجر و سیمان یا لوله‌های خروجی آب تعبیه گردیده است. بر روی آنها به ترتیب لایه نگهدارنده به ارتفاع 0/2 تا 0/4  متر و ماسه‌های لایه فعال را به ارتفاع 0/6 تا ½ متر قرار می‌دهند. طرز قرار گرفتن بستر به این ترتیب است که شن‌های درشت‌تر در پایین و ماسه‌های ریزتر در بالاترین قسمت قرار می‌گیرند. آب روی بستر صافی که حدود 1 تا 1/5 متر ارتفاع دارد از عمق بستر صافی به کمک نیروی ثقل عبور و سپس از کف بستر خارج، و جهت گندزدایی هدایت می‌شود.

کاربرد صافی‌های شنی کند

کاربرد صافی‌های شنی کند به شرح زیر است:

الف) برای تصفیۀ آب‌های حاوی جامدات معلق

ب) برای حذف آهن و منگنز قابل رسوب پس از عمل هوادهی روی آب‌های زیرزمینی

ج) تصفیۀ آب‌های سطحی با کدورت متوسط

مکانیسم‌های تصفیه در صافی شنی کند

مکانیسم‌های تصفیه در صافی شنی کند:

مکانیسم‌های انتقال

برخی فرآیندهای اساسی ذرات را در تماس با دانه‌های ماسه قرار می‌دهند. بعضی از این فرآیندها عبارتند از:

غربال شدن، ته نشینی، نیروهای اینرسی و سانتریفوژ، انتشار یا حرکت شناوری، نیروی واندروالس و جذب الکترواستاتیکی

مکانیسم‌های چسبندگی

از این گروه می‌توان به مکانیسم‌های جذب الکترواستاتیک، نیروی واندروالس یا جذب جرمی و چسبندگی یا پیوستگی اشاره نمود.

مکانیسم‌های پالایش

این مکانیسم اساسا ً شامل اکسیداسیون‌های بیولوژیکی و شیمیایی می‌باشد.

ب) صافی ماسه‌ای تند Rapid Sand Filter (R.S.F)

ساختمان این نوع صافی‌ها تقریبا ً مشابه صافی‌های شنی کند است. به طوری که در کف این نوع صافی‌ها پستانک‌هایی نصب می‌شود (حدود 50 تا 70 عدد در هر متر مربع). طرز قرار گرفتن ماسه‌ها (لایۀ نگهدارنده و فعال) مانند صافی‌های شنی کند است. ضخامت لایه نگهدارنده 0/6 – 0/3 متر و ضخامت لایۀ فعال 1/2 -1 متر در نظر گرفته می‌شود. آب روی بستر صافی که حدود 5/1 – 1 متر ارتفاع دارد، از عمق بستر صافی به کمک نیروی ثقل عبور می‌کند و از کف بستر خارج می‌شود. بدیهی است به علت درشت تربودن بودن ماسه‌های لایۀ فعال (0/5 – 0/35 میلی‌متر) و نگهدارنده (25 – 2 میلی‌متر) میزان آب تصفیه شده در هر ساعت بیشتر از صافی‌های شنی کند است. در

کاربرد صافی ماسه‌ای تند

کاربرد صافی ماسه‌ای تند شامل موارد زیر است:

الف) پس از هوادهی به منظور جداسازی اشکال نامحلول آهن و منگنز، در این روش معمولا ً آب را در بالای صافی از ارتفاع مناسبی پخش می‌نمایند.

ب) تصفیۀ آب رودخانه‌های با کدورت بالا پس از واحدهای انعقاد، لخته‌سازی و ته‌نشینی.

ج) تصفیۀ آب رودخانه‌های با کدورت بالا به عنوان پیش تصفیه قبل از صافی ماسه‌ای کند.

د) تصفیۀ آب‌های با دورت پایین مثل دریاچه‌ها و رودخانه‌ها. در این روش گندزدایی بعد از عمل صاف‌سازی ضروری است.

مکانیسم تصفیه در صافی‌های شنی تند

مکانیسم تصفیه در صافی‌های شنی تند موارد زیر را شامل می‌شود:

در این صافی‌ها نیز مکانیسم‌های مختلفی از قبیل غربال شدن، جذب الکترواستاتیک و فرآیندهای بیوشیمیایی در جداسازی ناخالصی‌ها موثر هستند. در مکانیسم اول به دلیل اینکه سرعت عبور آب بسیار زیاد است، چندان در حذف ناخالصی‌ها موثر نیستند و در این صافی‌ها موثرترین مکانیسم جداسازی همان جذب است.

, , , , ,

فیلتراسیون

فیلتراسیون

فیلتراسیون

تعریف فرآیند فیلتراسیون

فیلتراسیون فرآیندی مکانیکی است که طی آن مواد معلق جامد از سیال جدا می‌شوند.

متداول‌ترین فرآیند مورد استفاده در حذف بیشتر مواد کلوئیدی فیلتراسیون است.

اساس جداسازی در این روش اختلاف در اندازه ذرات جامد و سیال است.

روش‌ها و دستگاه‌های بسیاری در صنایع مختلف و با ویژگی‌های خاص برای مواد کاربرد مختلف وجود دارد.

اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس دو نمونه از روش‌های مبتنی بر استفاده از فیلترها هستند.

در تصویر زیر طرحی ساده از یک فرآیند فیلتراسیون را مشاهده می‌کنید که در آن ذرات بزرگ جامد در خوراک ورودی دیده می‌شوند که به دلیل اندازه بزرگ قادر به عبور از غشاء نیستند و در عوض ذرات سیال به سادگی از غشاء عبور می‌کنند.

فرآیند فیلتراسیون مورد استفاده در تصفیه آب شامل عبور آب از میان یک بستر محتوی مواد دانه‌ای مانند شن، آنتراسیت، گارنت یا کربن فعال است. با عبور آب از میان بستر ذرات معلق در فضاهای منفذی بستر به دام افتاده و بنابراین از جریان آب حذف می‌شوند. بسته به نوع کاربرد، کیفیت جریان ورودی و کیفیت مورد نیاز جریان خروجی این صافی‌ها به صورت تک بستری یا چند بستری طراحی و تولید می‌شوند.

از دیدگاه فیلتراسیون، موقعیت دریافتی پمپ یک موقعیت ایده‌آل برای فیلتراسیون به دو دلیل سرعت کم سیال و افت فشار کم است. چون در سرعت‌های بالا به هم ریختگی و آشفتگی سیال وجود داشته و نیز در افت فشارها حرکت زیاد ذرات وجود دارد و این موارد شرایط فیلتراسیون را سخت می‌کند.

اختلاف فشار در سطح فیلتر

عبور مایع از سطح فیلتر در اثر ایجاد اختلاف فشار در دو طرف آن انجام می‌شود. مواد به صورت پالپ از سمتی که فشار بیشتر است با سطح فیلتر در تماس قرار می‌گیرند. در نتیجه آب موجود در پالپ از این سطح عبور می‌کند و دانه‌های جامد به صورت کیکی بر روی آن باقی می‌مانند.

اختلاف فشار از چهار طریق زیر ایجاد می‌شود:

  1. فشار ناشی از وزن پالپ موجود بر روی سطح فیلتر
  2. اعمال فشار اضافی بر روی سطح فیلتر
  3. کاهش فشار در سمت دیگر فیلتر
  4. ایجاد فشار با استفاده از نیروی گریز از مرکز.

نانوفیلتراسیون

نانوفیلتراسیون یکی از انواع روش‌های فیلتراسیون غشایی است که می‌تواند ذراتی با ابعاد بیشتر از یک نانومتر را حذف کند. از این رو نانوفیلتراسیون نامیده شده است.

نانوفیلترها قادر به حذف مولکول‌های آلی با وزن مولکولی بیشتر از 300 دالتون، فلزات سنگین، 20 تا 80 درصد آنیون‌های یک ظرفیتی، 90 تا 98 درصد آنیون‌های چند ظرفیتی و کلیه ارگانیسم‌ها اعم از باکتری، ویروس و … می‌باشد. بر این اساس یون‌های تک ظرفیتی و با وزن مولکولی پایین همچون متانول به سهولت ا ز منافذ غشاء عبور نموده در حالی که ذرات چند ظرفیتی و با بار مولکولی بالا به طور موثر  توسط غشاء حذف می‌شوند.

با توجه به نرخ بالای حذف کاتیون‌های دو و چند ظرفیتی خصوصاً یون‌های کلسیم و منیزیم توسط غشاهای NF، نانوفیلتراسیون به طور گسترده‌ای در سختی‌گیری آبهای صنعتی و نیز پیش تصفیه سیستم‌های اسمز معکوس به کار برده می‌شوند. در شرایطی که میزان پایین‌تر انرژی از حذف املاح موجود در آب مورد نظر باشد، استفاده از سیستم‌های نانوفیلتراسیون با توجه به مصرف پایین‌تر انرژی، به عنوان جایگزینی مناسب و مقرون به صرفه نسبت به سیستم‌های RO مطرح می‌شوند.

از سوی دیگر خاصیت انتخابی غشاء نانوفیلتراسیون در حذف مواد موجود در آب، سبب می‌گردد تا مواد معدنی مغذی و ضروری موجود در آب حفظ و سایر مواد مضر حذف می‌شوند. این خاصیت گزینشی غشاهای نانوفیلتراسیون، سبب برتری آن نسبت به سیستم RO شده است. تحقیقات صورت گرفته نشان داده است با مصرف آب حاصل از نانوفیلترها در دراز مدت، میزان شیوع بیماری‌های قلبی عروقی و سرطان به میزان 20 و 40 درصد کاهش یافته است.

فیلتر شنی

فیلتر شنی تحت فشار دارای عملکرد عالی در جداسازی و حذف ذرات معلق یا کاهش کدورت، بو، مزه نامطبوع، تیرگی، مواد میکروارگانیک، عوامل خورنده و بعضی ناخالصی‌های دیگر در آب یا پساب است. قسمت‌های تشکیل دهنده فیلتر تحت فشار شامل بستر ماسه‌ای، تجهیزات جمع‌آوری آب صاف شده، تجهیزات شستشوی معکوس و جمع‌آوری پساب شستشو است. این فیلترها از یک استوانه فلزی تشکیل شده که در دو انتها به عدسی ختم می‌شود. این استوانه‌های فلزی در ابعاد مناسب برای هر دبی، به صورت عمودی یا افقی ساخته می‌‌شود. بدنه این فیلترها استوانه شکل است و از فولاد بر اساس استاندارد معتبر ساخته شده و دارای دو دریچه بازدید است. فشار استاندارد در این فیلترها 3 تا 7 اتمسفر است.

کابردهای فیلتر شنی

تصفیه آب برج‌های خنک کننده دیگ‌های بخار از مواد معلق

به عنوان پیش تصفیه سیستم‌های NF, UF, RO

تصفیه آب استخرهای شنا و استخرهای پرورش ماهی

تصفیه آب سیستم‌های آبیاری قطره‌ای

تصفیه تکمیلی فاضلاب‌های صنعتی و بهداشتی

تصفیه آب با با کدورت بالا بعد از واحدهای انعقاد، لخته‌سازی و ته‌نشینی جهت تهیه آب شرب، بهداشتی و صنعتی.